JPH0328612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、差動歯車機構の改良に関するもので
あり、さらに詳しくは、がたをなくした差動歯車
機構に関するものである。

［従来の技術］ 多関節腕における関節駆動機構として、第３図
に示すように、三つの傘歯車によつて構成される
差動歯車機構を用い、それらの傘歯車のうちの二
つをワイヤで駆動するように構成すると、例え
ば、関節を軽量化すると共に、関節部を駆動する
ためのアクチユエータを腕の基部側に設け得るな
どの点で有効である。

上記多関節腕における各関節１〜３の駆動機構
について簡単に説明すると、各関節１〜３は先端
側の腕部材を基端側の腕部材に対して回転及び屈
曲可能に連結するものであり、その回転及び屈曲
を可能とするために各関節１〜３に採用した差動
歯車機構は、基端側の腕部材４に関節カバー５を
固定し、そのカバー５の内側に一対の駆動傘歯車
６，７を対向状態に、且つ基端側の腕部材４内を
通じて導入されたワイヤ９，１０を巻掛けること
によつて回転駆動可能に支持させ、さらにそれら
の両傘歯車６，７に従動傘歯車８を噛合させ、そ
の従動傘歯車８を先端側の腕部材１１に固定して
いる。

従つて、ワイヤ９，１０によつて傘歯車６，７
を同方向に回転させれば、先端側の腕部材１１を
基端側の腕部材４に対して屈曲させることがで
き、また傘歯車６，７を反対方向に回転させれ
ば、先端側の腕部材１１を回転させることができ
る。

このような構成の差動歯車機構によつて関節駆
動を行う場合の問題点は、駆動傘歯車６，７と従
動傘歯車８が噛合しているため、それらの間のバ
ツクラツシユにより、従動傘歯車８、即ち先端側
の腕部材１１の回転及び屈曲を精度良く制御する
ことができないという点にある。

なお、上述の差動歯車機構は、関節駆動に限ら
ず、各種駆動機構に利用されるものであり、それ
らの場合においてもバツクラツシユを避ける必要
があり、あるいは避けるのが望ましい場合が多
い。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、このような三つの傘歯車によつて構
成される差動歯車機構において、一対の駆動傘歯
車とそれに噛合する従動傘歯車間に、バツクラツ
シユが存在しないようにすることを、技術的課題
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明の差動歯車機
構は、対向状態に且つ回転可能に支持させた一対
の駆動傘歯車を、それぞれ駆動装置により互いに
逆方向に回転駆動可能とした内外側の二つの傘歯
車を入れ子状に組合わせることにより構成し、上
記一対の駆動傘歯車における各傘歯車を、一つの
従動傘歯車と噛合させ、一対の駆動傘歯車におけ
る内外側の傘歯車を、それらの傘歯車の歯面と上
記従動傘歯車の歯面とを常に当接させるバツクラ
ツシユ除去用の回転力で互いに逆向きに付勢する
という技術的手段を採用している。

［作用、効果］ 上記構成の差動歯車機構においては、両駆動傘
歯車を構成する内外二つの傘歯車を、バツクラツ
シユ除去用の回転力により互いに逆回転する方向
に付勢しているので、その内外二つの傘歯車の歯
面が従動傘歯車の対向する歯面と常に当接し、従
つて、いずれかの駆動傘歯車を回転させるに際
し、その駆動傘歯車を構成する二つの傘歯車のう
ち、回転方向側の歯車が従動傘歯車の歯面に当接
している傘歯車を回転させることにより、従動傘
歯車はバツクラツシユがない状態で駆動傘歯車の
動きに正確に追随し、高精度に駆動される。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は、本発明に係る差動歯車機構を第３図
の多関節腕に適用した場合の一例を示し、２１は
基端側の腕部材、２２はそれに固定した関節カバ
ー、２３は先端側の腕部材であつて、この関節は
先端側の腕部材２３を基端側の腕部材２１に対し
て回転及び屈曲可能に連結している。

上記関節カバー２２の内側には、差動歯車機構
を構成する一対の駆動傘歯車２４，２５が対向状
態に、且つ回転駆動可能に支持されている。上記
両駆動傘歯車２４，２５は、内側傘歯車２６，２
８を外側傘歯車２７，２９に互いに回転可能な入
れ子状に挿嵌したものであり、それらの傘歯車２
６〜２９の軸部にプーリ２６ａ〜２９ａを設け、
それらのプーリ２６ａ〜２９ａに動力伝達用のワ
イヤ３０〜３３を巻掛けている。駆動傘歯車２４
におけるプーリ２６ａ，２７ａに巻掛けたワイヤ
３０と３１、及び駆動傘歯車２５におけるプーリ
２８ａ，２９ａに巻掛けたワイヤ３２と３３は、
それぞれ互いに巻掛け方向が反対である。

上記一対の駆動傘歯車２４，２５におけるそれ
ぞれの内側及び外側傘歯車には、一つの従動傘歯
車３５を噛合させ、これにより差動歯車機構を構
成させ、上記従動傘歯車３５には、先端側の腕部
材２３を固定している。

さらに、上記各ワイヤ３０〜３３の他端側は、
モータ等の駆動装置（図示せず）に連繋させてい
るが、この駆動装置は、ワイヤ３０〜３３を常時
一定の張力で引張つてワイヤの弛みを取つてお
き、駆動時には内側あるいは外側傘歯車が従動傘
歯車と共に回転するだけの張力をワイヤに伝達す
るものとして構成される。

即ち、上記駆動装置は、一方の駆動傘歯車２４
における内側及び外側傘歯車２６，２７に巻掛け
たワイヤ３０，３１を、それらの傘歯車２６，２
７を常に互いに逆方向に回転させる向きに引張つ
て、内側及び外側傘歯車２６，２７のそれぞれ
に、バツクラツシユ除去用の逆向きの回転力を付
与し、それにより、第２図に示すように、内側及
び外側傘歯車２６，２７の歯車２６ｂ，２７ｂ
を、従動傘歯車３５における互いに逆方向に向く
歯車３５ａ，３５ｂに常に当接させて、それらの
歯車の間に所定の予圧を付与し、各ワイヤ３０，
３１を引張つて内側あるいは外側傘歯車２６，２
７を従動傘歯車３５と共に回転させた場合には、
予圧力が作用した状態を保つたままその方向に回
転するように構成している。

また、上記と同様の駆動装置により、他方の駆
動動歯車２５における内側及び外側傘歯車２８，
２９も、上記と同様に動作するように構成してい
る。

このような構成を有する関節において、先端側
の腕部材２３（従動傘歯車３５）を基端側の腕部
材２１に対して回転させるには、一対の駆動傘歯
車２４，２５に逆方向の回転を与えればよく、ま
た先端側の腕部材２３を基端側の腕部材２１に対
して屈曲させるには、一対の駆動傘歯車２４，２
５を同一方向に同一速度で回転させればよい。

而して、上記駆動傘歯車２４，２５を回転させ
るには、それらの内側または外側傘歯車２６〜２
９のプーリに巻掛けたワイヤ３０〜３３により、
それらの傘歯車に前記予圧を加えたままで回転駆
動力を伝えればよく、この回転力によつて従動傘
歯車３５が回転するが、上記予圧により従動傘歯
車３５と内外側傘歯車２６〜２９の歯面とを互い
に隙間なく当接させているため、従動傘歯車３５
はバツクラツシユがない状態で高精度に駆動され
る。また、このようにして従動傘歯車３５が回転
すると、その従動傘歯車３５により駆動傘歯車２
４，２５における内外側傘歯車２６〜２９のうち
の回転駆動しない傘歯車が、従動傘歯車３５によ
り押圧回転せしめられ、常に前記予圧により内外
側傘歯車２６〜２９と従動傘歯車３５の歯面とが
一定の力で当接したままの状態に維持される。

なお、上記傘歯車機構を上記のような関節以外
の力を伝達する部分にも使用できるのは当然であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部を示す部分断面
図、第２図はその駆動傘歯車と従動傘歯車の噛合
状態を示す部分説明図、第３図は多関節腕の全体
構成を示す正面図である。 ２４，２５……駆動傘歯車、２６，２８……内
側傘歯車、２７，２９……外側傘歯車、３５……
従動傘歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対向状態に且つ回転可能に支持させた一対の
   駆動傘歯車を、それぞれ駆動装置により互いに逆
   方向に回転駆動可能とした内外側の二つの傘歯車
   を入れ子状に組合わせることにより構成し、上記
   一対の駆動傘歯車における各傘歯車を、一つの従
   動傘歯車と噛合させ、一対の駆動傘歯車における
   内外側の傘歯車を、それらの傘歯車の歯面と上記
   従動傘歯車の歯面とを常に当接させるバツクラツ
   シユ除去用の回転力で互いに逆向きに付勢したこ
   とを特徴とする差動歯車機構。